Графен из старых покрышек повысит прочность бетона

Исследователи из Университета Райса разработали новый процесс преобразования старых использованных покрышек в графен, который затем можно использовать в качестве компонента бетонной смеси.

По словам разработчиков, новый материал не только более экологичный, но и значительно более прочный.

Процесс получения графена называется «мгновенный джоулевый нагрев», при котором с помощью высокого разряда электричества углеродсодержащее сырье быстро нагревается примерно до 2725°C и превращается в графеновые чешуйки. Эта форма материала, известная как турбостратный графен, хорошо растворима в воде и легче интегрируется в композитные материалы.

Однако, первые попытки преобразования просто измельченных старых шин в графен не дали хороших результатов, поэтому ученые решили попробовать предварительно подвергнуть шины обычному процессу переработки – пиролизу, или сжиганию сырья в среде с низким содержанием кислорода.

В результате пиролиза образуется масло, используемое в промышленности, и твердый углеродный остаток. Именно эта углеродная сажа, полученная из шин, оказалась отличным сырьем для производства флэш-графена.

Как утверждают ученые, в процессе мгновенного джоулева нагрева около 70% сажи было преобразовано в графен, в то время как из смеси измельченной резины и коммерческой сажи ученые смогли получить только 47% графена.

Ученые также продемонстрировали конкретный вариант использования нового графенового материала в производстве бетона. Они добавили в смесь портландцемента 0,1% графена, полученного из шин, и 0,05% смеси технического углерода и измельченной старой резины. На тестах было обнаружено, что бетонные цилиндры, изготовленные из этого цемента, показали примерно на 30% большую прочность на сжатие, чем бетон, сделанный без добавления графена.

Команда утверждает, что бетон, армированный графеном, имеет несколько экологических преимуществ, в том числе сокращение отходов шин и уменьшение количества материала, необходимого для строительства.

newatlas.com